熔融法制備Fe-Cu系合成醇燃料催化劑及其性能研究.pdf

1、隨著石油資源的日益短缺和人們對(duì)環(huán)保要求的不斷提高，從煤和天然氣出發(fā)經(jīng)合成氣合成低碳混合醇燃料的研究日益活躍。在各種合成低碳醇燃料催化劑體系中，F(xiàn)e-Cu系催化劑因其較高的反應(yīng)活性、溫和的操作條件和較低的制造成本而倍受關(guān)注。 本論文首次在快速冷卻條件下，用熔融法制備了Fe-Cu系催化劑，并研究了其在CO加氫合成醇燃料中的催化性能。利用XRD、TPR、H2-TPD、CO-TPD等表征手段對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)、還原性能、H2與CO在催化劑上吸

2、附和活化等進(jìn)行了研究，并與催化劑CO加氫合成醇燃料反應(yīng)性能進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，同時(shí)與常溫冷卻制備的催化劑進(jìn)行了對(duì)比，以考察冷卻方法對(duì)催化劑的影響。另外，在快速冷卻催化劑上引入貴金屬Ru，Pd，考察貴金屬對(duì)Fe-Cu系催化劑結(jié)構(gòu)和催化CO加氫反應(yīng)性能的影響。 首先，系統(tǒng)考察了催化劑制備過(guò)程中熔融電壓變化對(duì)催化劑反應(yīng)性能、還原性能和催化劑結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明熔融電壓對(duì)Fe-Cu系催化劑總醇收率影響很大，隨著熔融電壓的升高，總醇收率先增后減，

3、在150V出現(xiàn)極大值，電壓過(guò)高或過(guò)低對(duì)催化劑性能都會(huì)產(chǎn)生不良影響。 考察了催化劑組分中Cu/Fe比對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和成醇反應(yīng)性能的影響，結(jié)果表明催化劑中主組分Cu/Fe比有一個(gè)最佳值：對(duì)常溫冷卻來(lái)說(shuō)，Cu/Fe=2.5，對(duì)快速冷卻來(lái)說(shuō)Cu/Fe=2.0。同時(shí)發(fā)現(xiàn)常溫冷卻催化劑樣品總醇收率、C2+OH選擇性都明顯大于快速冷卻，并且生成的副產(chǎn)物只有快速冷卻樣品的40％左右，反應(yīng)性能較好。 增大催化劑中K組分的含量，考察高K組分含

4、量Fe-Cu系催化劑在結(jié)構(gòu)、反應(yīng)性能方面的變化規(guī)律。對(duì)快速冷卻樣品來(lái)說(shuō)，K組分對(duì)催化劑的影響非常顯著，存在一個(gè)最佳值，當(dāng)K含量為7.0％時(shí)，總醇收率高達(dá)1.27g·mL-1·h-1，同時(shí)C2+OH選擇性達(dá)到45.0％；對(duì)常溫冷卻樣品來(lái)說(shuō)，K含量的變化對(duì)其影響不大。同時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)高K含量催化劑來(lái)說(shuō)，快速冷卻時(shí)反應(yīng)性能得到明顯改善。 Fe-Cu系催化劑經(jīng)貴金屬Ru或Pd改性后，催化劑合成醇的性能有了很大的提高。當(dāng)Ru含量為1.0％時(shí)，催